Dal Giappone una nuova tecnologia ad ultrasuoni contro le microplastiche

L’idea made in Japan: un dispositivo di raccolta per microparticelle di varie dimensioni che utilizza quattro separazioni acustiche seriali, utile per la prevenzione delle emissioni di microplastiche.

 

Che cosa sono le microplastiche?

Con microplastica ci si riferisce a piccole particelle di materiale plastico generalmente più piccole di un millimetro fino a livello micrometrico. L’inquinamento da microplastiche causato da rifiuti di piccolissime dimensioni che si infiltrano nell’ambiente e negli alimenti rappresenta una grave minaccia per l’ecosistema e la salute umana.

Esistono due categorie di microplastica: la primaria è prodotta come risultato diretto dell’uso umano di queste sostanze e la secondaria come risultato di frammentazione di rifiuti plastici di più grandi porzioni.

Le microplastiche provengono da diverse fonti: se ne trovano in maniera massiccia in prodotti come cosmetici, prodotti per l’igiene personale e per la casa, nei materiali edili, nelle industrie e in agricoltura.

Spesso nei cosmetici le microplastiche vanno a costituire fino al 90% del peso totale del prodotto, come nel caso degli esfolianti per la pelle. Anche l’usura di pneumatici produce microplastiche.

Una grande quantità di microplastiche è di origine casalinga, come quelle provenienti dal lavaggio di capi sintetici, che si vanno a riversare in acqua. Questo problema può essere ridotto tramite appositi filtri, lavaggi a bassa temperatura e l’uso di detersivi liquidi.

L’agricoltura è anch’essa produttrice di microplastiche. I teli che vengono usati per pacciamare si disintegrano nel suolo quando alla fine del ciclo di coltura non vengono raccolti e smaltiti adeguatamente. Lasciate sui terreni, le plastiche si possono degradare per abrasione, per agenti atmosferici e per azione di insetti o mammiferi.

Uno studio del progetto di biomonitoraggio EcoFoodFertility ha riscontrato la presenza di microplastiche anche nelle urine umane: è la prima volta che accade.

 

L’idea dei ricercatori giapponesi per la tecnologia ad ultrasuoni contro le microplastiche

Una nuova tecnologia basata su micro tubi e onde sonore permette di raccogliere le microplastiche in quantità 100 volte superiori alla media.

Raggiunto un tasso di raccolta del 90% per le microplastiche più grandi di 5 μm!

 

Le microplastiche vengono solitamente raccolte filtrando l’acqua attraverso una sorta di “setaccio”. Sabbia e detriti biologici vengono divisi dalla plastica mediante separazione per densità e trattamento chimico. Successivamente le microplastiche vengono prelevate manualmente, il che è molto laborioso e richiede tempo. Inoltre i setacci possono facilmente intasarsi e non sono in grado di raccogliere particelle più piccole del loro reticolato.

 

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di ingegneria meccanica e robotica presso la Facoltà di scienze e tecnologie tessili dell’Università di Shinshu, in Giappone, guidato dal professor Yoshitake Akiyama ha sviluppato un particolare tipo di dispositivo microfluidico: un sistema che convoglia piccole quantità di fluidi in canali di dimensioni micrometriche. Questo genere di dispositivo utilizza la messa a fuoco acustica per raccogliere microplastiche.

 

Il funzionamento del dispositivo microfluidico per la raccolta delle microplastiche

La tecnologia acustica genera onde ultrasoniche le quali trasportano le microplastiche al centro del flusso del fluido che passa per i minuscoli canali.

Questa operazione aumenta la raccolta, in quanto evita che i detriti restino a fluttuare a caso nell’acqua, concentrandoli in un punto preciso.

Il problema dei dispositivi tradizionali è che bisogna far passare acqua e detriti per il canale più volte. Così, i ricercatori hanno provato, con successo, a velocizzare le operazioni, utilizzando un dispositivo microfluidico che dallo stelo centrale si dirama in tre canali.

Attraverso il primo, l’onda sonora concentra tutta la plastica, mentre nei due laterali scarica il fluido che l’accompagna.

Le giunzioni tripartite sono più di una e, in corrispondenza di ciascuna, si verifica una crescente concentrazione di microplastiche attraverso l’espulsione progressiva dei fluidi.

Complessivamente, questo permette di aumentare di oltre 100 volte la raccolta. Anche la qualità della raccolta è buona, segno che questi “setacci” funzionano bene: il tasso supera il 90% per tutte le microparticelle superiori a 5 μm.

Innanzitutto il dispositivo è stato infatti valutato in fasi separate utilizzando microparticelle di 5, 10, 15, 25, 50 e 200 µm di diametro. I tassi di raccolta totali erano superiori al 90%, ad eccezione delle microparticelle da 5 µm che sembravano essere troppo piccole per essere manipolate acusticamente alla frequenza ridotta.

Il dispositivo microfluidico è stato infine giudicato applicabile alle operazioni di rimozione delle microplastiche dopo la prefiltrazione attraverso una “maglia” più grossolana.

In conclusione, le separazioni acustiche seriali potrebbero essere un approccio promettente per rimuovere quasi completamente microplastiche di varie dimensioni da campioni ambientali.

 

 

Un’altra strada importante da percorrere, nella prevenzione di questa grave problematica ambientale, è quella di un consumo più consapevole!

I prodotti a base di canapa ad esempio rappresentano il vero futuro per il nostro pianeta!

La canapa è una delle migliori armi che abbiamo a disposizione per combattere l’inquinamento e ridurre gli effetti devastanti dell’uomo sul clima.

 

 

Cover Foto di Marc Newberry su Unsplash 

 

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